ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Искусственные превращения ядер из "Изотопы на службе человека " Альфа или р-распад не обязательно приводит к образованию устойчивого ядра. При превращениях тяжелых радиоактивных ядер часто образуются новые радиоактивные ядра. Это приводит к дальнейшим а- или -распадамдотех пор, пока,наконец, не образуется устойчивое ядро. В связи с этим тяжачые радиоактивные элементы можно сгруппировать в определенные ряды, называемые радиоактивными семействами (рис. 13). Известны радиоактивные семейства урана, актиния и тория названия их происходят от названий элементов, являющихся родоначальниками каждого ряда. [c.33] Обратимся к третьему виду излучения, о котором до сих пор мы ничего не говорили, к у-излучению. [c.33] Как мы помним, внешние электроны атома вращаются вокруг ядра по орбитам, каждая из которых соответствует определенному запасу энергии. Переход электрона с орбиты, соответствующей большей энергии, на орбиту, соответствующую меньшей энергии, сопровождается лучеиспусканием. [c.33] Нам известно, что нуклоны в ядре также не разбросаны беспорядочно. Поэтому не удивительно, что разному их положению отвечают разные энергетические уровни. Перемещению нуклона в ядре из положения, соответствующего большей энергии, в положение, отвечающее меньшей энергии, также сопутствует лучеиспускание. Однако в ядре количественные различия в запасах энергии несоизмеримо больше, чем во внешних электронных оболочках. Поэтому испускаемые ядром у-лучи обладают значительно большей энергией, чем, скажем, рентгеновские лучи. Этим обстоятельством и объясняется большая проникающая способность у-лучей. [c.33] Это было лишь начало пути. Открытие неустойчивых форм материи, открытие радиоактивных элементов, порождало новые прогрессивные идеи. Ученые пробовали влиять на радиоактивный распад с помощью очень низких и очень высоких температур, малых и больших давлений, электрических разрядов и т. п., но все оказалось безрезультатным. [c.34] Мы знаем сейчас, что энергии, используемые во всех этих экспериментах, были слишком малы, чтобы хоть в какой-то степени воздействовать на радиоактивные ядра и на ядра вообще. [c.34] СВОЙСТВОМ светиться под воздействием а-частиц. Опыты показали, что с помощью микроскопа можно хорошо наблюдать весьма характерные вспышки экрана, вызываемые а-частицами. [c.35] После того, как камера была заполнена азотом, на экра-не появились вспышки, совсем не похожие нате, которые на-блюдались ранее. Дальнейшие опыты показали, что они вызывались ядрами водорода, т. е. протонами. Откуда же взялись протоны Наиболее просто было предположить, что протоны появились вследствие бомбардировки ядер азота а-частицами. [c.35] Резерфорд провел множество опытов, на которых, мы, естественно, не будем подробно останавливаться, и показал, что обнаруженные в описанном опыте протоны своим появлением действительно обязаны ядрам азота. Следовательно, а-частицы проникают внутрь ядер азота и выбивают оттуда протоны. [c.35] Таким образом, мы познакомились с первым искусственным превращением атомного ядра. Оказывается, ему сопутствует выбрасывание из ядра частицы, отличающейся от тех частиц, с которьши мы встречались при естественно-радио-активном распаде. [c.35] Резерфорду удалось первому осуществить искусственное превращение устойчивого ядра с помощью положительно заряженных частиц. Опыт показал, что эти частицы должны обладать достаточно большой энергией, поскольку они сильно отталкиваются положительно заряженными ядрами. Этому требованию как раз удовлетворяют а-частицы радиоактивных препаратов. [c.36] Что касается -частиц, то они оказались непригодными для осуществления искусственных ядерных превращений проникновение их в глубины ядер маловероятно, во-первых, потому, что их энергия мала по сравнению с энергией а-частиц, а во-вторых, вследствие сильного отталкивания со стороны электронного облака, окружающего ядро. [c.36] Следует, однако, заметить, что, несмотря на открытие Резерфорда, исследование искусственных ядерных превращений продолжало оставаться нелегкой задачей. Радиоактивные препараты были очень дороги. Использование их для практических целей было также затруднено тем, что испускаемые ими частицы обладают всегда одной и той же строго определенной энергией, в то время как для практических целей были необходимы частицы различных энергий, регулируемых по воле экспериментатора. [c.36] Недостатком ядерных превращений, осуществляемых с помощью естественных а-частиц, является, кроме того, низкая производительность вследствие малого количества а-частиц лишь незначительная часть ядер вовлекается в реакцию. Энергия а-частиц также оказывается зачастую недостаточно большой для того, чтобы они могли проникнуть в глубину ядер, особенно тяжелых. Ркчезающе малые размеры как этих снарядов, используемых для бомбардировки, так и объектов бомбардировки (ядер) делают крайне низкими вероятность их соударения, а следовательно, и возможность осуществления ядерного превращения. [c.36] Капли воды, образующиеся в воздухе из водяного пара падая вниз, приобретают известную скорость, а следова тельно, и кинетическую энергию (рис. 15,а). [c.37] Подобным образом ведут себя заряженные частицы в электрическом поле, с той разницей, что ускоряющей силой, которая их разгоняет, является здесь не земное притяжение, а разность потенциалов (рис. 15,6). [c.37] Оказалось, что для придания заряженным частицам энергии, достаточной для осуществления с их помощью искусственных ядерных превращений, необходимы напряжения порядка сотен тысяч вольт. [c.37] Установки, в которых создаются потоки заряженных частиц больших энергий, принято называть ускорителями. Мы ознакомимся более подробно лишь с одним из них — циклотроном, роль которого в проведении ядерных исследований особенно велика. [c.37] Электрическое поле щели / будет снова ускорять пучок ионов, вылетающих из дуанта В в точке с, и т. д. [c.40] Ионы многократно переходят при этом из дуанта в дуант через щель I, подвергаясь каждый раз ускорению. Когда пучок частиц, обладающих уже большой энергией, подлетает к точке е, он выводится из камеры с помощью электрического поля, создаваемого дополнительным электродом Л4, и направляется на облучаемое вещество, которое должно подвергнуться ядерному превращению. [c.40] Вернуться к основной статье